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Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications ha individuato la presenza di un'attività tettonica sotto Valles Marineris, il gigantesco sistema di canyon marziani lungo quasi 4.000 km. Analizzando le onde sismiche registrate dalla sonda della NASA InSight nel 2021, i ricercatori hanno ricostruito il movimento di una faglia profonda, confermando ulteriormente che la crosta marziana può ancora deformarsi e generare terremoti.
Questa scoperta offre nuovi indizi sulla ricostruzione dell’evoluzione passata di Marte e della sua passata abitabilità.
Marte è infatti spesso descritto come un pianeta geologicamente spento, un mondo che miliardi di anni fa ha perso gran parte della sua attività interna raffreddandosi velocemente a causa delle sue ridotte dimensioni (il raggio medio di Marte è circa la metà di quello della Terra, circa 3300 chilometri e la sua massa solo un decimo rispetto a quella terrestre) che hanno accelerato il processo di solidificazione del mantello e del nucleo fuso.
Il campo magnetico marziano, che primordialmente lo proteggeva dal vento solare e permetteva al pianeta di possedere un’atmosfera e acqua superficiale, era infatti proprio generato dall'effetto dinamo nel nucleo metallico del pianeta (analogamente a quello che succede per il campo magnetico terrestre).
Il nucleo raffreddandosi avrebbe interrotto la sua capacità di generare la dinamo e di sostenere un campo magnetico. Senza campo magnetico l’atmosfera di Marte fu esposta all'azione delle particelle e della radiazione ionizzante provenienti dal Sole, dando inizio a una progressiva dispersione nello spazio di gran parte dei gas che la componevano.
Un processo che, insieme ad altri fenomeni, avrebbe trasformato Marte da un pianeta potenzialmente abitabile, con acqua liquida sulla superficie, nell'attuale mondo freddo e arido.
La scoperta di una rilevante attività tettonica nel più grande canyon marziano apre anche interessanti possibilità sulla potenziale presenza di forme di vita subsuperficiali.
Le fratture delle faglie rilevate in Valles Marineris infatti possono rappresentare vie di circolazione per eventuali fluidi sotterranei verso la superficie. La presenza di acqua liquida e calore geotermico in questi ambienti vicino alla superficie marziana potrebbe quindi costituire una nicchia relativamente protetta dalle condizioni più estreme della superficie (basse temperature e presenza radiazione ionizzante) e potenzialmente capace di ospitare forme di vita attualmente presente o conservare tracce di un'antica attività biologica.
Valles Marineris, il più grande canyon del Sistema Solare si trova su Marte
Il gruppo di ricercatori dell'Imperial College London e della Columbia University che hanno collaborato allo studio ha individuato la prima evidenza sismologica diretta di attività tettonica al di sotto di Valles Marineris, riconosciuto come il più grande sistema di canyon del Sistema Solare finora scoperto.
Si tratta di una struttura geologica enorme, con una lunghezza di circa 3900 km e una larghezza massima di circa 600 km. Valles Marineris rappresenta una delle caratteristiche più peculiari della superficie marziana, ben visibile dalla Terra anche con un telescopio amatoriale.
Il canyon di Valles Marineris è profondo fino a 7-9 chilometri nei suoi punti massimi, e se si trovasse sul nostro pianeta il suo punto più basso potrebbe quasi contenere l'intera altezza del Monte Everest (alto 8.848 metri).
L'intero sistema di canyon si sviluppa principalmente da ovest a est appena sotto l'equatore marziano: si è formato miliardi di anni fa, probabilmente come effetto delle enormi deformazioni della crosta marziana associate alla formazione della regione vulcanica di Tharsis, posta poco più a ovest.
La regione di Tharsis (o Tharsis Bulge) è un vasto altopiano e rigonfiamento di origine vulcanica, largo circa 4.000–5.500 km e si eleva per circa 10 km sopra le zone circostanti. Su Tharsis si trovano alcuni dei vulcani a scudo più imponenti di Marte, il cui rappresentante più famoso è l’Olympus Mons, il vulcano più alto del Sistema Solare (oltre 25 km di altezza e circa 600 km di diametro).
L'enorme peso del plateau ha causato tensioni nelle zone limitrofe della crosta del pianeta, creando fratture e faglie primordiali e contribuendo all'apertura dei canyon di Valles Marineris e a sistemi di anelli di fratture concentriche.
Come si generano i terremoti marziani
Questo studio però dimostra che alcune delle faglie presenti in questa regione sono ancora capaci di muoversi e generare terremoti. La scoperta deriva dall'analisi di un evento sismico registrato il 25 agosto 2021 dalla sonda InSight.
Il sismometro di InSight registrò un evento sismico proveniente dall’emisfero opposto di Marte. Gli scienziati hanno analizzato le diverse onde sismiche e confrontato tempi di arrivo, ampiezze e polarità con simulazioni al computer, ricostruendo l’origine dell’evento.
La sonda InSight (acronimo di Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) era stata progettata come un lander stazionario (quindi non un rover mobile) con l'obiettivo fondamentale di esplorare gli strati profondi di Marte. InSight è rimasto fermo nello stesso punto (nella pianura di Elysium Planitia) dal suo atterraggio nel novembre 2018 fino alla fine ufficiale della sua missione nel dicembre 2022.
Il sismometro a bordo del lander ha permesso in passato agli scienziati di mappare lo spessore della crosta, la natura geologica del mantello e le dimensioni del nucleo di Marte.
Analizzando le onde sismiche i ricercatori hanno stabilito che il terremoto si è originato sotto la parte occidentale di Valles Marineris, a una profondità stimata di circa 20-40 chilometri. Non si tratta quindi di un movimento superficiale ma di una deformazione che interessa la crosta profonda del pianeta.
Sulla Terra i terremoti si concentrano soprattutto ai margini delle placche, che spostandosi accumulano tensioni. Marte invece non ha una tettonica a placche e la sua parte più esterna (la crosta superficiale) si comporta come un unico guscio rigido.
Il lento raffreddamento di Marte causa una contrazione lenta della superficie del pianeta. Questo fenomeno, unito all’enorme peso della vicina regione vulcanica di Tharsis e l’erosione continua del canyon, modificano le tensioni nella crosta su scale temporali molto lunghe.
Queste tensioni possono concentrarsi su fratture preesistenti, più deboli delle rocce circostanti, e riattivarle. Le antiche faglie così possono continuare a generare terremoti, fenomeno che appunto continua fino all’epoca presente.
Il segnale sismico misurato da InSight indica una faglia trascorrente, una frattura lungo la quale due blocchi di roccia scorrono lateralmente, come accade per esempio lungo la faglia di San Andreas in California.
I modelli numerici per simulare onde sismiche di altra origine come quelle dovute ad impatti meteoritici, frane e altri fenomeni superficiali non sono riusciti a riprodurre correttamente le caratteristiche delle onde osservate, fatto che ha rafforzato l’ipotesi dell’origine puramente geologica dell’evento sismico.
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